世界上最主要的咖啡因来源是咖啡豆（咖啡树的种子），同时咖啡豆也是咖啡的原料。咖啡中的咖啡因含量极大程度上依赖于咖啡豆的品种和咖啡的制作方法，甚至同一棵树上的咖啡豆中的咖啡因含量都有很大的区别。一般来说一杯咖啡中咖啡因的含量从阿拉伯浓缩咖啡中的40毫克到浓咖啡中的100毫克。深焙咖啡一般比浅焙咖啡的咖啡因含量少，因为烘焙能减少咖啡豆里的咖啡因含量。阿拉伯咖啡的咖啡因含量通常比中果咖啡低。 咖啡也含有痕量的茶碱，但不含可可碱。
茶是另外一个咖啡因的重要来源，每杯茶的咖啡因含量一般只有每杯咖啡的一半，决定于制茶的强度。特定品种的茶，例如红茶和乌龙茶，比其他茶的咖啡因含量高。茶含有少量的可可碱以及比咖啡略高的茶碱。茶的制作对于茶有很大影响，但是茶的颜色几乎不能指示咖啡因的含量。日本绿茶的咖啡因含量就远远低于许多红茶，例如正山小种茶，几乎不含咖啡因。
由可可粉制的巧克力也含有少量的咖啡因。巧克力是一种很弱的兴奋剂，主要归因于其中含有的可可碱和茶碱。一条典型的28克牛奶巧克力与脱咖啡因咖啡的咖啡因含量差不多。
主要成分有咖啡因,脂肪,丹宁酸,糖份和矿物质咖啡因：咖啡因啡是咖啡所有成份中最为人注目的。它属于植物黄质（动物肌肉成份）的一种，性质和可可内含的可可碱，绿茶内含的茶碱相同，烘焙后减少的百分比极微小，咖啡因的作用极为广泛。它可以加速人体的新陈代谢，使人保持头脑清醒和思维灵敏。咖啡这一"提神"功效特别受欢迎。有些人在晚间饮用了咖啡会失眠，也有些人饮用过多的咖啡，就会神经紧张、过度亢奋，但也有很多人不会受到丝毫影响。一旦了解了人体对咖啡因的反应，我们就可以用它来满足自身的需要。在考前温习或者长途驾驶的时候喝上一杯香浓美味的咖啡，一定能减轻疲劳。
丹宁酸：经提炼后丹宁酸会变成淡黄色的粉末，很容易融入水，经煮沸它会分解而产生焦梧酸，使咖啡味道变差，而如果冲泡好又放上好几个小时咖啡颜色会变得比刚泡好时浓，而且也较不够味，所以才会有"冲泡好最好尽快喝完"的说法。
脂肪：咖啡内含的脂肪，在风味上占极为重要的角色，分析后发现咖啡内含的脂肪分为好多种，而其中最主要的是酸性脂肪和挥发性脂肪，酸性脂肪是指脂肪中含有酸其强弱会因咖啡种类不同而异，挥发性脂肪是咖啡香气主要来源。烘焙过的咖啡豆内所含的脂肪一旦接触到空气，会发生化许学变化味道香味都会变差。蛋白质：卡洛里的主要来源是蛋白质，而像是滴落式冲泡出来的咖啡，蛋白质多半不会溶出来，所以咖啡喝再多慑取到的营养也是有限，那也就是咖啡会成为减肥者圣品的缘故。
糖份：在不加糖的情况下，除了会感受到咖啡因的苦味、丹宁酸的酸味，还会感受到甜味，便是咖啡本身所含的糖份所造成的。烘焙后糖份大部份会转为焦糖，为咖啡带来独特的褐色。
矿物质：有石灰、铁质、硫磺、碳酸钠、磷、氯、硅等，因所占的比例极少影响咖啡的风味并不大，综合起来只带来稍许涩味。粗纤维：生豆的纤维质烘焙后会炭化，这种碳质和糖分的焦糖化互相结合，形成咖啡的色调，但化为粉末的纤维质会带给咖啡风味上相当程度的影响。故我们并不鼓励购买粉状咖啡豆，因位较无法尝到咖啡的风味。
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